Commutateurs analogiques

Types de commutateurs analogiques

Les commutateurs analogiques, également appelés circuits intégrés analogiques, connectent et déconnectent les signaux analogiques. Ils fonctionnent de manière similaire aux relais, mais sont actionnés électroniquement. Ces commutateurs sont idéaux pour le routage, la commutation ou la connexion/déconnexion de signaux analogiques. Ils contrôlent la quantité de tension ou de courant qui les traverse. Les fabricants les utilisent souvent pour créer des circuits multiplexeurs qui permettent un seul chemin de signal parmi plusieurs options.

Les commutateurs analogiques existent en différents types qui contrôlent la commutation de différentes manières :

• Commutateurs à transistors : Ce sont les types de commutateurs analogiques les plus courants. Ils utilisent des transistors bipolaires ou à effet de champ configurés comme des commutateurs. Leur bonne linéarité et leur petite taille les rendent attractifs pour les entreprises qui les intègrent à leurs appareils. Ils sont utilisés dans le routage des signaux audio et vidéo.
• Commutateurs analogiques CMOS : Ces commutateurs sont constitués de semi-conducteurs métal-oxyde-silicium complémentaires. Ils ont une faible consommation d'énergie et des capacités de commutation à haute vitesse. Cela les rend très utiles dans les appareils alimentés par batterie.
• Commutateurs analogiques multiplexeurs : Ils ont plusieurs entrées et une seule sortie. Cela permet aux appareils de choisir facilement parmi de nombreux chemins de signal. Ils sont utiles dans les applications de routage de signal.
• Commutateurs de précision : Les commutateurs analogiques de précision offrent une grande précision. Ils sont utiles dans des applications telles que la conversion de données, où l'intégrité du signal est très importante. Ils sont également utilisés dans les appareils médicaux.
• Commutateurs rudimentaires : Ces commutateurs basiques fournissent un contrôle marche/arrêt pour les signaux analogiques. Ils sont économiques et fiables, adaptés aux tâches simples.

Fonctionnalités et fonctions des commutateurs analogiques

Les commutateurs analogiques possèdent plusieurs fonctionnalités essentielles qui leur permettent de remplir leur objectif dans les circuits électroniques de manière efficace. Leurs principales fonctionnalités incluent la fonctionnalité marche/arrêt, la faible résistance à l'état passant, la haute fidélité du signal et la conduction bidirectionnelle.

Un bon commutateur analogique doit avoir une fonction marche/arrêt fiable pour permettre ou bloquer le flux de signal. La commutation entre les états marche et arrêt doit être rapide et le courant de fuite doit être minimal à l'état arrêté. Cela garantit que le commutateur fonctionne comme un modulateur de signal ou un connecteur idéal avec une faible distorsion.

• Faible résistance à l'état passant : Lorsqu'ils sont activés, les commutateurs analogiques doivent avoir une faible résistance. Cela maintient le niveau du signal élevé et empêche les signaux importants d'être atténués. Le niveau de résistance atteint à l'état passant affecte la linéarité et le rapport signal sur bruit du système.
• Haute fidélité du signal : Les commutateurs analogiques doivent préserver la qualité du signal et l'intégrité du signal d'entrée en termes d'amplitude, de fréquence et de forme d'onde. C'est pourquoi les commutateurs ont été conçus avec des caractéristiques de transfert à faible distorsion afin de maintenir la fidélité du signal.
• Conduction bidirectionnelle : Les commutateurs analogiques peuvent conduire les signaux dans les deux sens. Cela leur permet d'être utilisés dans des systèmes où les signaux doivent passer à travers le commutateur dans les deux sens. Les commutateurs qui ont été conçus de manière asymétrique ont des impédances de sortie vers l'entrée différentes lorsque le commutateur est activé. Ces commutateurs ne conduisent que dans un seul sens.
• Protection contre les défauts : La protection contre les défauts est nécessaire pour les commutateurs analogiques car elle leur permet de protéger les circuits sensibles contre les surtensions ou les surintensités. Cette fonctionnalité de protection des circuits analogiques permet aux commutateurs analogiques de shunter le signal et d'être endommagés plutôt que le circuit qu'ils protègent.

Ces fonctionnalités contribuent à améliorer les performances des appareils électroniques. Leurs caractéristiques en font des composants flexibles adaptés à diverses applications.

Applications des commutateurs analogiques

Les applications des commutateurs analogiques en fonction de leur type mettent en évidence leur importance dans l'industrie électronique. Ces commutateurs servent de moyen de contrôler les signaux électroniques transmis en fonction de l'intention du composant. Voici quelques-unes des applications les plus courantes où les commutateurs analogiques sont cruciaux pour leur fonctionnement :

• Multiplexage : Les commutateurs analogiques sont essentiels dans le multiplexage et la démultiplexage des signaux électroniques. Ces composants sélectionnent l'un des nombreux signaux d'entrée pour les envoyer sur un canal ou vers une sortie.
• Routage de signal : Ces commutateurs de circuit routent électroniquement les signaux dans les systèmes de télécommunication, les alarmes d'urgence et les appareils audio.
• Systèmes d'acquisition de données : Les commutateurs analogiques sont essentiels aux systèmes d'acquisition de données car ils routent les signaux provenant de différents capteurs vers un convertisseur analogique-numérique.
• Équipements d'imagerie médicale : Les applications des commutateurs analogiques peuvent être observées en imagerie médicale, où ils sont utilisés pour contrôler les signaux dans les moniteurs cardiaques et les appareils à ultrasons.
• Systèmes automobiles : Les applications de ce composant électronique peuvent être observées dans l'industrie automobile où les commandes, le routage des signaux et les dispositifs de détection dépendent tous de ces commutateurs. Les boutons de commande du volant utilisent également des commutateurs analogiques pour contrôler la radio et passer des appels téléphoniques.
• Électronique grand public : Les applications connues incluent les appareils électroniques tels que les jeux vidéo où ils contrôlent les actions sur la manette et dans les jeux.

Les commutateurs gèrent les signaux par le routage et le contrôle, ce qui est essentiel pour de nombreuses applications dans de nombreux secteurs. Les progrès technologiques récents permettent à ces composants de fonctionner à des vitesses plus élevées avec de meilleures performances et une densité accrue.

Comment choisir des commutateurs analogiques

Lors de l'achat de commutateurs analogiques à vendre, les acheteurs doivent tenir compte des besoins de leur marché cible et des applications où les commutateurs seront utilisés. Ils doivent également analyser leur budget d'entreprise et déterminer le montant d'argent dont ils auront besoin pour acheter ces commutateurs. Cela les aidera à décider du type et du modèle à acheter. Voici d'autres facteurs importants que les acheteurs doivent prendre en considération :

• Configuration du commutateur : De nombreux commutateurs analogiques ont des configurations différentes qui conviennent à diverses applications. Cela aide grandement les acheteurs à affiner leurs choix afin qu'ils puissent acheter un modèle spécifique qui possède des fonctionnalités alignées sur les besoins des clients.
• Tension de commande : Lors de l'achat de commutateurs analogiques à vendre, les acheteurs doivent tenir compte du niveau de tension de commande de chaque commutateur. La plupart d'entre eux ont généralement une plage de tension de commande comprise entre 1,6 volt et 36 volts. La plupart des clients préfèrent les commutateurs avec un niveau de tension de commande élevé car ils offrent une fiabilité supérieure.
• Type d'emballage : Les commutateurs analogiques ont différents types d'emballages comme les puces, les BGA, les plaquettes et les QFN/QFP. Chaque emballage présente ses propres avantages et inconvénients. Par conséquent, les acheteurs doivent rechercher les types avec lesquels leurs clients seront à l'aise de travailler.
• Type d'entité : Lorsqu'ils achètent ces commutateurs en vrac, les acheteurs doivent choisir le type de commutateur d'entité qu'ils souhaitent stocker. Il s'agit généralement d'un faible THD, tamponné/non tamponné ou intégré. Chaque type de commutateur d'entité est conçu pour fonctionner dans une configuration de circuit spécifique. Il influence également les performances globales d'un appareil. Par conséquent, les détaillants doivent s'approvisionner en commutateurs que leurs clients préféreront.
• Configuration croisée : De nombreux commutateurs analogiques existent en différentes configurations croisées comme wxyx, wyxx, xxwy et yxwx. Chaque commutateur a ses propres caractéristiques uniques. Les acheteurs doivent tenir compte de la configuration croisée pour s'assurer qu'ils associent le bon commutateur à une application spécifique.
• Configuration en série : Les commutateurs analogiques ont également plusieurs configurations en série, notamment 1 : 1, 4 : 3, 32 : 31 et 2 : 1. Chaque configuration est conçue pour fonctionner dans différentes applications. Les acheteurs doivent tenir compte de ce facteur pour s'assurer qu'ils disposent de commutateurs qui fonctionneront dans différents scénarios.

Commutateurs analogiques : Questions et réponses

Q1 : Quelles sont les applications des commutateurs analogiques ?

R1 : Les commutateurs analogiques ont une large gamme d'applications. Ils peuvent être utilisés dans des circuits de multiplexage ou de démultiplexage, des équipements audio, des systèmes d'acquisition de données et des instruments biomédicaux, entre autres.

Q2 : Comment fonctionnent les commutateurs analogiques ?

R2 : Les commutateurs analogiques fonctionnent en ouvrant ou en fermant un circuit en réponse à un signal de commande. Lorsque le commutateur est fermé, il permet le passage du courant entre les bornes.

Q3 : Quelle est la différence entre les commutateurs numériques et analogiques ?

R3 : La principale différence entre les commutateurs numériques et analogiques est le type de signaux qu'ils contrôlent. Alors que les commutateurs numériques contrôlent les états marche ou arrêt en utilisant uniquement des impulsions, les commutateurs analogiques contrôlent les tensions ou les courants variables.

Q4 : Les commutateurs analogiques dégradent-ils le signal ?

R4 : Certains commutateurs analogiques peuvent obstruer le signal d'origine avec leur capacité d'entrée et de sortie, mais cela dépend de la résistance à l'état passant du commutateur. Ils déforment rarement, voire jamais, le signal de manière significative.